Kartläggning av världens saltade jordar med hjälp av fjärranalysteknik

Ett forskarteam har skapat en teknik som mäter jordens salthalt över hela världen med imponerande precision, ner till 10 meter. Denna förbättring möter det kritiska behovet av noggranna utvärderingar av jordens salthalt, en viktig fråga som påverkar jordbruksproduktiviteten och jordens hälsa över hela världen.

Marksalinitet, en typ av markförstöring, påverkar över 1 miljard hektar över hela världen och skadar jordbruksproduktiviteten och miljöns hälsa. Tidigare försök att kartlägga marksalinitet har mött utmaningar på grund av den begränsade detaljrikedomen i tillgängliga datamängder och svårigheter att visa de kontinuerliga förändringarna i marksalinitetsnivåerna.

Med tanke på dessa utmaningar började forskargruppen skapa en modell som använder Sentinel-1/2-bilder, klimatdata, terränginformation och avancerade maskininlärningsalgoritmer. Deras mål var att uppskatta jordens salthalt i fem klimatregioner.

Resultaten publicerades i en artikel den 28 mars 2024 i Journal of Remote Sensing. Denna forskning introducerar en innovation som effektivt kombinerar vinklade spiralkanaler med periodiska kontraktions-expansionsmatriser.

Kärnan i denna insats ligger i integrationen av data från olika fjärranalystekniker, särskilt de sofistikerade Sentinel-1/2-satelliterna, i kombination med strategisk användning av maskininlärningsalgoritmer. Denna metod har lett till utvecklingen av en avancerad modell som kan kartlägga markens salthalt med anmärkningsvärd precision – en upplösning på 10 meter, även i olika klimat.

Denna banbrytande metod tar oss långt bortom begränsningarna i tidigare ansträngningar, vilka begränsades av deras lägre upplösning och snävare fokus på att analysera markens salthalt. Vårt engagerade forskarteam har sammanställt en omfattande datamängd som omfattar globala klimatmönster, exakta mätningar av markens salthalt på marknivå och en omfattande uppsättning geospatiala variabler.

Genom att använda Random Forest-algoritmen utmärker sig modellen inte bara i att förutsäga markens salthalt med anmärkningsvärd noggrannhet, utan belyser också de avgörande roller som klimat, grundvattennivåer och salthaltsindex spelar i bildandet av markens salthaltslandskap. Detta framsteg markerar ett steg framåt i vår förmåga att övervaka och hantera markens hälsa på global skala.

Professor Zhou Shi, huvudforskaren, uttryckte: “Denna studie representerar ett betydande framsteg i vår förmåga att bedöma och åtgärda markens salthalt på global skala. Genom att integrera satellitbilder med maskininlärning kan vi nu lokalisera salta jordar med oöverträffad noggrannhet och granularitet, vilket ger ovärderliga insikter för hållbar mark och jordbruksmetoder.”

Den senaste forskningen har producerat en högupplöst global karta över markens salthalt. Kartan är ett värdefullt verktyg för både forskare, beslutsfattare och jordbrukare. Den hjälper dem att effektivt hantera problem med markens salthalt. Genom att identifiera områden med hög salthalt kan de vidta riktade åtgärder för att återställa markens hälsa.

Dessutom stöder det implementeringen av hållbara jordbruksmetoder och hjälper till vid planering av strategier för resurshantering. Dessutom sätter den metod som används i denna forskning en ny standard för miljöövervakning, med potentiella tillämpningar i andra bedömningar av markförstöring.

Mer informationNan Wang et al., Uppskattning av global salthalt i marken vid 10 m djup med hjälp av fjärranalys från flera källor, Journal of Remote Sensing (2024). DOI: 10.34133/remotesensing.0130